Hope : 1 an en orbite martienne et de nouvelles images

Arrivée le 9 février 2021 en orbite martienne, de nouvelles images de la mission Hope, ou Emirates Mars Mission (EMM), ont été publiées pour célébrer l’anniversaire de l’exploit historique de l’agence spatiale émirienne.

Image de Hope prise le 05/02/2022. Ce composite couleur a été assemblé à partir d’images prises à travers les filtres bleu, vert et rouge d’EXI (centrés à 437, 546 et 635 nanomètres) (crédit )

Ces images sont réalisées grâce à l’imageur embarqué EXI (Emirates eXploration Imager) alors que le Soleil se couchait juste près du centre du disque martien. Lorsque les images ont été prises, Hope se trouvait à une altitude d’environ 40 500 kilomètres au-dessus de la surface de Mars. Cette vue est centrée à 12,3°S de latitude, 94,8°E de longitude, avec le Nord vers le haut de l’image. C’est actuellement le milieu de l’hiver dans l’hémisphère sud. Un certain nombre de tempêtes de poussière régionales ont été observées dans cette région de Mars au cours des dernières semaines. L’« aileron de requin » foncé proéminent, à gauche du centre, est une caractéristique volcanique connue sous le nom de Syrtis Major. 

En 1659, le célèbre astronome néerlandais Christiaan Huygens a inclus cette marque sombre dans un croquis de sa vue de Mars à travers son premier télescope – ce qui en fait la première caractéristique à être documentée à la surface d’une autre planète. Huygens s’en est d’ailleurs servi pour mesurer la période de rotation de la planète trouvée rapidement proche de nos 24 heures terrestres. Au cours des siècles suivants, les astronomes ont noté des changements spectaculaires dans la taille, la forme et «l’obscurité» de cette caractéristique, et certains pensaient qu’elle était liée aux changements saisonniers de la végétation poussant dans et à proximité d’une mer peu profonde. À partir du début des années 1970, les observations des engins spatiaux ont révélé que la Syrtis Major était le résultat de dépôts de sable sombre recouvrant les pentes douces d’une plaine volcanique massive [à lire aussi Syrtis Major balayé par les vents chez Planète Mars].

Une tempête de poussière massive (environ 2500 km de diamètre) approche de l’est et obscurcit partiellement Syrtis. Au sud, le bassin d’impact Hellas (le plus grand cratère de Mars – environ 2300 km de diamètre) est complètement recouvert de nuages ​​de poussière.

La caractéristique lumineuse au sud de Syrtis Major est connue sous le nom de Hellas Planitia. Causée par la collision d’un gros astéroïde avec Mars il y a environ 4 milliards d’années, et mesurant environ 2 300 km de diamètre et jusqu’à 7 km de profondeur, Hellas est l’un des plus grands bassins d’impact du système solaire. L’intérieur de Hellas est souvent obscurci par des nuages ​​​​de glace d’eau. En hiver austral, des dépôts de glace d’eau et de givre peuvent également recouvrir la surface du bassin [lire aussi Hellas Chaos chez Planète Mars].


Selon le site de la mission,

À mesure que Mars approche du printemps sur l’hémisphère sud, il devrait y avoir plus de tempêtes de poussière, entraînant une augmentation des quantités de poussière en suspension dans l’atmosphère. La mission EMM sera un atout précieux en orbite pour documenter l’emplacement et l’évolution des tempêtes de poussière survenant à travers la planète !

Peu d’images publiques mais des publications à venir

Les images de la mission Hope se font assez rares et sont publiées relativement tardivement par rapport à leur date de prise de vue, comme par exemple les 2 images suivantes publiées ce 9 février mais prises en 2021.

Cette image a été obtenue le 16 mars 2021 par le système de caméra EXI à bord de la mission EMM depuis une altitude d’environ 1366 km.  L’échelle de l’image au centre est d’environ 148 m/pixel. L’image a été prise à travers le « filtre bleu » d’EXI (437 nm). Le contraste de l’image a été ajusté pour améliorer la visibilité des nuages. Cette vue est celle d’une région fortement cratérisée connue sous le nom d’Arabia Terra (le centre de l’image est à 0,8° de latitude N, 43,8° de longitude E et le nord est vers le haut). La moitié ouest (gauche) de cette scène montre une occurrence forte de nuages ​​​​de glace d’eau martiens. Semblables aux cirrus sur Terre, ces nuages ​​se forment lorsque la vapeur d’eau dans l’atmosphère martienne gèle en minuscules particules de glace. La structure complexe de ces nuages ​​est en grande partie due aux interactions entre les vents et la surface. Par exemple, les bandes parallèles de nuages ​​(voir la partie inférieure gauche de l’image) résultent des ondes atmosphériques induites par les vents qui traversent des obstacles tels que les bords des cratères et les crêtes de surface. Pendant cette saison sur Mars (début du printemps dans l’hémisphère nord), ces types de nuages ​​sont souvent observés en fin d’après-midi (l’heure locale de la journée à laquelle cette image a été prise était d’environ 17h00) (crédit EMM/EXI)
Le 15 mars 2021, la caméra EXI à bord de la mission EMM a obtenu un ensemble d’images multispectrales de cette vue oblique de la région fortement cratérisée connue sous le nom d’Arabia Terra depuis une altitude d’environ 3500 km, le centre de l’image étant à environ 25° de latitude N, 48° de longitude E. Le nord est vers le haut à droite. C’était le début du printemps dans l’hémisphère nord de Mars. Les images multispectrales (obtenues à plusieurs longueurs d’onde) sont très utiles pour étudier les détails de la surface et de l’atmosphère de Mars. Les longueurs d’onde plus longues (images rouges) améliorent l’apparence des marques de surface claires et sombres tandis que les longueurs d’onde plus courtes (images bleues et violettes) améliorent les caractéristiques atmosphériques (nuages, brouillards et brumes). L’image présentée ici est un composite en fausses couleurs ; une image EXI de 320 nanomètres (ultraviolets) est utilisée pour révéler l’étendue des nuages ​​et des brumes de glace d’eau, tandis qu’une image EXI de 673 nanomètres (rouge) représente des caractéristiques de surface telles que des cratères, des plaines couvertes de poussière et des dépôts de sable sombre. Une composition couleur où le contraste de l’image ultraviolette a été accentué peut aider à interpréter les relations entre les caractéristiques de surface et atmosphériques. Dans cette scène vers le haut à gauche, on voit des nuages ​​bleutés de glace d’eau tôt le matin et des brumes au-dessus de la surface. Ceux-ci se forment pendant la nuit, lorsque la vapeur d’eau dans l’atmosphère martienne gèle en minuscules cristaux de glace en raison des basses températures atmosphériques. Les brouillards au sol peuvent s’accumuler dans les dépressions topographiques, comme on peut le voir dans de nombreux cratères de cette vue. Quelques heures après le lever du soleil (en se déplaçant vers le bas à droite de l’image), les particules de glace se subliment généralement à mesure que l’atmosphère se réchauffe et que les nuages ​​et les brouillards se dissipent. Des conditions favorables à la formation de nuages ​​de glace d’eau nocturnes et matinaux tels que ceux-ci peuvent persister pendant plusieurs mois de la fin de l’hiver au printemps de l’hémisphère nord de Mars (crédit EMM/EXI)

Toutefois, au-delà de l’exploit technologique, la mission permet de récolter des données scientifiques qui feront sans doute l’objet de publications scientifiques, par exemple sur la caractérisation de la dynamique et des processus de l’atmosphère de Mars, le principal objectif de la mission.

EMM a permis l’établissement d’un tout nouvel Atlas de Mars à partir des observations de l’instrument EXI de février à août 2021.

Projection cylindrique de 582 images de la mission Hope entre le 10 février et le 30 août 2021 (crédit NYU Abu Dhabi Center for Space)
Projection Robinson de 582 images de la mission Hope entre le 10 février et le 30 août 2021 (crédit NYU Abu Dhabi Center for Space)

Il ne faut pas oublier les autres instruments à bord de EMM, coomme l’instrument EMIRS, le spectromètre infrarouge, qui a permis la cartographie des températures à la surface de Mars à plusieurs heures de la journée. Exemple à midi en juillet (et il fait froid) :

Carte des températures moyennes à la surface de Mars en juillet 2021 par EMIRS de Hope (crédit EMM)

Détails sur la fabrication de ces atlas dans ce document.


Image de couverture :

Le 15 septembre 2021, l’imageur EXI obtenu un ensemble d’images multispectrales de cet hémisphère de Mars entièrement illuminé. Au moment où les images ont été prises, Hope était en orbite à une altitude d’environ 19 900 kilomètres au-dessus de la surface. Cette vue est centrée à 4.0°N de latitude, 66.8°E de longitude, avec le Nord vers le haut de l’image. C’était le début de l’hiver dans l’hémisphère sud. Le composite couleur présenté ici a été assemblé à partir d’images prises à travers les filtres bleu, vert et rouge d’EXI (centrés à 437, 546 et 635 nanomètres). Ces images ont été « calibrées » pour supprimer plusieurs types d’artefacts introduits par le système de caméra, et le contraste a été ajusté pour améliorer la visibilité des caractéristiques de surface et atmosphériques. 

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